Діагностика системи запалення ДВЗ

ЗМІСТ

Вступ і постановка завдання

1 Призначення та різновиди систем запалення

1.1 Джерело живлення для системи запалювання

1.2 Вимикач запалювання

1.3 Пристрій керування накопиченням енергії

1.4 Накопичувач енергії

1.5 Система розподілу запалювання

1.6 Високовольтні проводи

1.7 Свічі запалювання

1.8 Розподіл системи запалення

2 Патентний огляд методів та приладів діагностування та ремонту систем запалення

2.1 Цифровий USB-осцилограф

2.2 Пристрій для виявлення детонацій в окремих циліндрах двигуна внутрішнього згоряння

2.3 Спосіб виявлення детонації у двигуні внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням

2.4 Спосіб комп'ютерного аналізу вторинної напруги системи запалювання двигуна внутрішнього згоряння

3 Робочі процеси в батарейних системах запалення

3.1 Основні робочі процеси

3.2 Електронні системи запалювання

4 Розрахунок системи запалення

5 Алгоритмізація процесу діагностики та ремонту систем запалення

5.1 Процес діагностування двигунів

5.2 Алгоритмізація діагностики при технологічному процесі технічного обслуговування

5.4 Технологія процесу діагностики

5.3 Методики відшукування несправностей по осцилограмам

6 Охорона праці

6.1 Аналіз небезпечних та шкідливих виробничих факторів при діагностуванні та ремонті

6.2 Організація заходів з безпеки охорони праці при діагностуванні й ремонті

6.3 Інженерне рішення по охороні праці для забезпечення безпечних умов при діагностиці системи запалювання

Список літератури

ВСТУП І ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ

Перевезення автомобільним транспортом і поїздки на автомобілі припускають використання рухливого состава, що перебуває в технічно справному стані.

Справний технічний стан означає повна відповідність рухливого состава нормам, обумовленим правилами технічної експлуатації, і характеризує його працездатність.

Працездатність автомобіля оцінюється сукупністю експлуатаційно-технічних якостей: динамічністю, стійкістю, економічністю, надійністю, довговічністю, керованістю й т.д., які для кожного автомобіля виражаються конкретними показниками. Щоб працездатність автомобіля в процесі експлуатації перебувала на необхідному рівні, значення цих показників тривалий час повинні мало змінитися в порівнянні з їхніми первісними величинами.

Однак технічний стан автомобіля, як і всякої іншої машини, у процесі тривалої експлуатації не залишається незмінними. Воно погіршується внаслідок зношування деталей і механізмів, раптових поломок і несправностей, що виникають у шляху, що приводить у результаті до погіршення експлуатаційно-технічних якостей автомобіля або до його виходу з ладу.

Зміна зазначених якостей автомобіля в міру збільшення пробігу може відбуватися також у результаті недотримання правил технічної експлуатації, наприклад неправильного технічного обслуговування автомобіля.

Основним засобом зменшення інтенсивності зношування деталей і механізмів і запобігання несправностей автомобіля, тобто підтримки його в належному технічному стані, є своєчасне й високоякісне виконання технічного обслуговування.

Під технічним обслуговуванням розуміють сукупність операцій (збирально-мийні, кріпильні, регулювальні, мастильні й ін.), ціль яких - попередити виникнення несправностей (підвищити надійність) і зменшити зношування деталей (підвищити довговічність), а послідовно, тривалий час підтримувати автомобіль у стані постійної технічної справності й готовності до роботи.

Навіть при дотриманні всіх перерахованих вище заходів зношування деталей автомобіля може привести до несправностей і до необхідності відновлення його працездатності або ремонту. Отже, під ремонтом розуміється сукупність технічних впливів, спрямованих на відновлення технічного стану автомобіля (його агрегатів і механізмів), що втратив обслуговування й ремонту автомобілів.

Основний документ, відповідно до якого виробляється ТО (технічне обслуговування) й ремонт на автопідприємствах - положення про ТО й ремонт ПС автомобільного транспорту. Відповідно до цього документа, ТО виробляється планово запобігливо, через певний пробіг (4).

Існують наступні види ТО й ремонту: ЩО (щоденне обслуговування0 - щоденне обслуговування, спрямовано в першу чергу на перевірку вузлів безпеки перед виходом і по поверненню з лінії, ТО-1 - перше технічне обслуговування, проводиться через 3-7 тис. км, ТО-2 - друге ТО, проводиться через 10-15 тис. км. З - сезонне обслуговування, проводиться, як правило, навесні й восени, ТР - поточний ремонт, ремонт, спрямований на відновлення технічно несправного стану автомобіля, крім базових деталей.

Одним з напрямків, що дозволяють поліпшити технічний стан парку автомобілів, є діагностика. Технічна діагностика машин і, зокрема, автомобілів - порівняно молода область знань. Об'єктами її можуть бути вузли й механізми автомобіля, що відповідають хоча б двом умовам: перебувати у двох взаємовиключних станах - працездатним і непрацездатним; у них можна виділити елементи (деталі), кожний з яких теж характеризується різними станами.

Діагностику технічного стану автомобілів визначають як галузь знань, що вивчає й установлює ознаки несправного стану автомобіля, а також методи, принципи й устаткування, за допомогою яких дається висновок про технічний стан вузла, агрегату, системи без розбирання або із частковим розбиранням останніх і прогнозування ресурсу їхньої справної роботи.

Одним з основних понять діагностики є поняття <<відмови >>, під яким розуміється подія, що полягає в порушенні працездатності об'єкта.

Від грамотної й своєчасної діагностики автомобіля багато в чому залежить його надійність, довговічність вузлів і агрегатів машини. Але високоточна діагностика автомобіля можлива тільки при наявності спеціального устаткування. Для багатьох СТО й АТП вартість пристроїв для автодіагностики здається непід'ємної, недешеві й програми для діагностики автомобілів. Визначення несправностей виробляється «на око», що в наслідку виливається в передчасний вихід з ладу деталей, скарги клієнтів і навіть судові позови. Тому на діагностиці автомобіля заощаджувати не коштує. Крім того, комп'ютерна діагностика автомобіля може виконувати роль самостійного напрямку в діяльності СТО або АТП і бути окремою послугою в статті доходів підприємства. Комп'ютерна діагностика автомобіля послуга не з дешевих, а встаткування для діагностики автомобілів є далеко не у всіх, навіть у великих містах, не говорячи вже про провінції, але ж саме через провінційні міста й села проходять безліч доріг міжнародного й республіканського значення, по яких рухається значна кількість автотранспорту. Особливо це актуально для комерційного автотранспорту малої й середньої вантажопідйомності, легкових машин різних підприємств і організацій (особливо підприємствами малого й середнього бізнесу) за родом діяльності відрядженнях, що мають необхідність в. Адже запас міцності таких машин значно менше магістральних великотоннажних вантажівок, а працюють ці автомобілі, як правило, на зношування найчастіше з великим перевантаженням. Таким чином, комп'ютерна діагностика автомобіля це відмінний шанс почати свою справу, розширити існуючий бізнес і міцно зайняти нішу, що пустує, на ринку.

Крім традиційної діагностики автомобіля, чималий дохід можуть принести вузькоспеціалізовані операції. Так, наприклад, відповідно до нових норм екологічної безпеки, майже всі що випускають і ввезені на територію України автомобілі є інжекторними. Інжектор цей складний пристрій, що вимагає дбайливого відношення і якісного палива. Зважаючи на те, що якість бензину й дизельного палива в Україні не дотягає до європейського, інжектор є слабкою ланкою в ряді вузлів і агрегатів автомобіля. Інжектором управляє ЕБК (Електронний Блок Керування), перевірити працездатність якого дороге задоволення, а подібні послуги затребувані на ринку. Чому б не скористатися цим шансом? Таким чином, комп'ютерна діагностика авто це унікальна можливість почати або доповнити бізнес.

Однак для одержання економічної вигоди одного дорогого встаткування не досить, необхідна злагоджена системна робота команди професіоналів, що працюють по заздалегідь відпрацьованих алгоритмах, забезпечуючих найбільш швидке і якісне обслуговування.

У даній роботі представлені розробка й вибір алгоритму процесу діагностики й ремонту систем запалювання на різного виду підприємствах автосервісу й підприємствах експлуатуючий автотранспорт для різних типів автомобілів різних років випуску. Система запалювання бензинових двигунів одна з найбільш уразливих але в той же час відповідальних систем в автомобілі. Питання цей актуальне тому, що як уже говорилося вище на дорогах їздять велика розмаїтість автотранспорту як по році випуску так і по фірмі виробникові й найчастіше прилади підходящі для одних марок автомобілів зовсім не підходять для діагностики інших, а водієві, що, наприклад заїхав на СТО перебуваючи у відрядженні в іншім місті в загальному не важливо яке встаткування є чи ні на цій станції йому головне одержати якісну діагностику й відповідний ремонт. Необхідно також відзначити, що крім діагностики й ремонту виникає необхідність поліпшити динамічні, швидкісні й тягові характеристики автомобілів за рахунок зміни параметрів програм у сучасних цифрових системах запалювання. І хоча багато виробників відходять від класичних бензинових двигунів, переходячи на дизельне, рапсове й т.п. види палива, двигуни, що використають бензин і газ, де застосовується система запалювання із запаленням від іскри, ще довго будуть одними із основних на автомобілі.

Метою даної роботи є алгоритмізація процесів діагностики й ремонту систем запалювання.

1ПРИЗНАЧЕННЯ ТА РІЗНОВИДИ СИСТЕМ ЗАПАЛЕННЯ

Система запалювання призначена для запалення робочої суміші в циліндрах бензинових двигунів. Основними вимогами до системи запалювання є (2):

1. Забезпечення іскри в потрібному циліндрі ( що перебуває в такті стиску) відповідно до порядку роботи циліндрів.

2. Своєчасність моменту запалювання. Іскра повинна відбуватися в певний момент (момент запалювання) відповідно до оптимального при поточних умовах роботи двигуна кутом випередження запалювання, що залежить, насамперед, від обертів двигуна й навантаження на двигун.

3. Достатня енергія іскри. Кількість енергії, необхідної для надійного запалення робочої суміші, залежить від состава, щільності й температури робочої суміші.

4. Загальною умовою для системи запалювання є її надійність (забезпечення безперервності іскроутворювання).

Несправність системи запалювання викликає неполадки як при запуску, так і при роботі двигуна:

- труднощі або неможливість запуску двигуна;

- нерівномірність роботи двигуна - "троїння" або припинення роботи двигуна - при пропусках іскроутворювання в одному або декількох циліндрах;

- детонація, пов'язана з невірним моментом запалювання й зухвала дуже швидке зношування двигуна;

- порушення роботи інших електронних систем за рахунок високого рівня електромагнітних перешкод та ін.

Існує безліч типів систем запалювання, що відрізняються й пристроєм і принципами дії. В основному системи запалювання розрізняються по:

- системі визначення моменту запалювання.

- системі розподілу високовольтної енергії по циліндрах.

При аналізі роботи систем запалювання досліджуються основні параметри іскроутворювання, зміст яких практично не відрізняється в різних системах запалювання (1):

- кут замкнутого стану контактів (УЗСК, Dwell angle) – кут, на який устигає повернутися колінчатий вал від моменту початку накопичення енергії (конкретно в контактній системі - моменту замикання контактів переривника; в інших системах - моменту спрацьовування силового транзисторного ключа) до моменту виникнення іскри (конкретно в контактній системі - моменту розмикання контактів переривника). Хоча в буквальному значенні даний термін можна застосувати тільки до контактної системи - він умовно застосовується для систем запалювання будь-яких типів.

- кут випередження запалювання (УОЗ, Advance angle) – кут, на який устигає повернутися колінчатий вал від моменту виникнення іскри до моменту досягнення відповідним циліндром верхньої мертвої точки (ВМТ). Одне з основних завдань системи запалювання будь-якого типу - забезпечення оптимального кута випередження запалювання (фактично - оптимального моменту запалювання). Оптимально підпалювати суміш до підходу поршня до верхньої мертвої крапки в такті стиску - щоб після досягнення поршнем ВМТ гази встигли набрати максимальний тиск і зробити максимальну корисну роботу на такті робочого ходу. Також будь-яка система запалювання забезпечує взаємозв'язок кута випередження запалювання з обертами двигуна й навантаженням на двигун.

При збільшенні обертів, швидкість руху поршнів збільшується, при цьому час згоряння суміші практично не змінюється - тому момент запалювання повинен наступати трохи раніше - відповідно при збільшенні обертів, УОЗ треба збільшувати.

На одній і тій же частоті обертання колінчатого вала двигуна, положення дросельної заслінки (педалі газу) може бути різним. Це означає, що в циліндрах буде утворюватися суміш різного состава. А швидкість згоряння робочої суміші саме й залежить від її состава. При повністю відкритій дросельній заслінці (педаль газу "у підлозі") суміш згоряє швидше й підпалювати її потрібно пізніше - відповідно при збільшенні навантаження на двигун, УОЗ треба зменшувати. І навпаки, коли дросельна заслінка прикрита, швидкість згоряння робочої суміші падає, тому кут випередження запалювання повинен бути збільшений.

- напруга пробою - напруга у вторинному ланцюзі в момент утворення іскри - фактично - максимальна напруга у вторинному ланцюзі.

- напруга горіння - сталу-умовно-стала напруга у вторинному ланцюзі протягом періоду горіння іскри.

- час горіння- тривалість періоду горіння іскри.

1.1 Джерело живлення для системи запалювання

Джерело живлення для системи запалювання – бортова мережа автомобіля і її джерела живлення - акумуляторна батарея (АКБ) і генератор .

1.2 Вимикач запалювання

Роз’єднує джерело живлення системи запалення 1 (рис. 1.1) і безпосередньо елементи цієї системи, такі як пристрій керування накопиченням енергії 3, накопичувач енергії 4, розподілювач запалення 5, свічки запалення 7, тощо (1).

1.3 Пристрій керування накопиченням енергії

Пристрій керування накопиченням енергії – визначає момент початку накопичення енергії й момент "скидання" енергії на свічу (момент запалювання). Залежно від пристрою системи запалювання на конкретному авто може представляти із себе різні пристрої яки розглянемо нижче (1).

1.3.1 Механічний переривник, безпосередньо керуючий накопичувачем енергії

Механічний переривник, безпосередньо керуючий накопичувачем енергії (первинним ланцюгом котушки запалювання). Даний компонент потрібний для того, щоб замикати й розмикати живлення первинної обмотки котушки запалювання. Контакти переривника перебувають під кришкою розподільника запалювання. Пластинчаста пружина рухливого контакту постійно притискає його до нерухомого контакту. Розмикаються вони лише на короткий строк, що коли набігає кулачок приводного валика переривника-розподільника надавить на молоточок рухливого контакту.

Паралельно контактам включений конденсатор (condenser). Він необхідний для того, щоб контакти не обгоряли в момент розмикання. Під час відриву рухливого контакту від нерухомого, між ними хоче проскочити потужна іскра, але конденсатор поглинає в себе більшу частину електричного розряду й іскріння зменшується до незначного. Але це тільки половина корисної роботи конденсатора - коли контакти переривника повністю розмикаються, конденсатор розряджається, створюючи зворотний струм у ланцюзі низької напруги, і тим самим, прискорює зникнення магнітного поля. А чим швидше зникає це поле, тим більший струм виникає в ланцюзі високої напруги. При виході конденсатора з ладу двигун нормально працювати не буде - напруга у вторинному ланцюзі вийде недостатньо більшим для стабільного іскроутворювання.

Переривник розташовується в одному корпусі з розподільником високої напруги – тому розподільник запалювання в такій системі називають переривником-розподільником. Така система запалювання називається класичною системою запалювання.

Це найбільш стара з існуючих систем - фактично вона є одноліткою самого автомобіля. За кордоном такі системи припинили серійно встановлювати в основному до кінця 1980-х років, у нас такі системи на "класику" установлюються дотепер. Коротко принцип роботи виглядає в такий спосіб - живлення від бортової мережі подається на первинну обмотку котушки запалювання через механічний переривник. Переривник пов'язаний з колінчатим валом, що забезпечує замикання й розмикання його контактів у потрібний момент. При замиканні контактів починається зарядка первинної обмотки котушки, при розмиканні первинна обмотка розряджається, але у вторинній обмотці наводитися струм високої напруги, що, через розподільник, також пов'язаний з колінчатим валом, надходить на потрібну свічу.

Також у цій системі присутні механізми коректування випередження запалювання – відцентровий (рис. 1.3) і вакуумний (рис. 1.4), регулятори.

Відцентровий регулятор випередження запалювання, рис. 1.3, призначений для зміни моменту виникнення іскри між електродами свіч запалювання, залежно від швидкості обертання колінчатого вала двигуна.

Відцентровий регулятор випередження запалювання перебуває в корпусі переривника-розподільника. Він складається із двох плоских металевих грузиків, кожний з яких одним зі своїх кінців закріплений на опорній пластині, жорстко з'єднаної із приводним валиком. Шипи грузиків входять у прорізі рухливої пластини, на якій закріплена втулка кулачків переривника. Пластина із втулкою мають можливість провертатися на невеликий кут щодо приводного валика переривника-розподільника. У міру збільшення числа обертів колінчатого вала двигуна, збільшується й частота обертання валика переривника-розподільника. Грузики, підкоряючись відцентровій силі, розходяться в сторони, і зрушують втулку кулачків переривника "у відрив" від приводного валика. Тобто кулачок, що набігає, повертається на деякий кут по ходу обертання назустріч молоточку контактів. Відповідно контакти розмикаються раніше, кут випередження запалювання збільшується.